質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的調(diào)壓裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及車、船用質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的調(diào)壓裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]質(zhì)子交換膜燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是一種發(fā)電裝置，它通過電化學(xué)反應(yīng)將燃料(通常是氫氣或甲醇)中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能。同傳統(tǒng)的發(fā)電裝置不同，它不需將燃料中的化學(xué)能先轉(zhuǎn)換成熱能，然后再轉(zhuǎn)換成電能。因此，與傳統(tǒng)的發(fā)電裝置相比燃料電池具有能量轉(zhuǎn)換效率高，無(wú)污染物排放的顯著優(yōu)點(diǎn)。
[0003]適當(dāng)?shù)靥岣哔|(zhì)子交換膜燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的操作壓力，可以提高系統(tǒng)效率。此外，研宄發(fā)現(xiàn)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)尤其是車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)由于停機(jī)后環(huán)境空氣的侵入，在啟動(dòng)或停車瞬間陽(yáng)極側(cè)易形成氫空界面，導(dǎo)致陰極高電位的產(chǎn)生，瞬間局部電位高達(dá)1.5V以上，引起碳載體氧化，加速了燃料電池電堆性能衰減。即需要解決調(diào)壓及停機(jī)后密封問題。
[0004]目前，質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)尤其是車、船用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)采用的調(diào)壓裝置普遍采用傳統(tǒng)車用節(jié)氣門，現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)壓裝置不足之處在于:
[0005]I)非針對(duì)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)開發(fā)，壓力控制精度無(wú)法保證；
[0006]2)無(wú)法解決停機(jī)后空氣路的密封問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的調(diào)壓裝置。
[0008]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0009]一種質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的調(diào)壓裝置，包括閥體，所述閥體的一端設(shè)有第一通道，另一端設(shè)有端蓋；端蓋內(nèi)設(shè)有第二通道，所述第一通道的軸線以及第二通道的軸線重合，閥體內(nèi)還設(shè)有閥芯以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述閥芯的內(nèi)端從第一通道的內(nèi)端伸入第一通道內(nèi)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端與所述閥芯的外端相連，所述第一通道的內(nèi)端外還固設(shè)有用于密封所述第一通道的內(nèi)端以及所述閥芯的外端的密封墊；
[0010]所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端與電機(jī)減速器相連。
[0011]所述閥芯為圓柱形結(jié)構(gòu)，所述圓柱形閥芯的側(cè)面設(shè)有通氣孔，所述通氣孔沿軸線方向的長(zhǎng)度與所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的行程相匹配。
[0012]所述通氣孔的形狀為方形、三角形或橢圓形。
[0013]所述閥芯為圓錐形結(jié)構(gòu)，所述圓錐形閥芯的底面與所述閥芯的外端連接固定。
[0014]所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用連桿結(jié)構(gòu)。
[0015]所述調(diào)節(jié)裝置采用不銹鋼或工程塑料。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本實(shí)用新型的一種質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的調(diào)壓裝置，可布置于質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電堆前及電堆后，也可布置與空壓機(jī)前及電堆后，或者僅布置電堆后，用于調(diào)節(jié)電堆空氣路的操作壓力及保障停機(jī)后電堆空氣路密封。該裝置主要由閥體、密封墊、閥芯、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和端蓋組成，可采用不銹鋼或工程塑料制作而成。本實(shí)用新型的調(diào)節(jié)裝置具有阻力小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、幾何尺寸小等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例1在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是圖1中的實(shí)施例1在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是圖1中的實(shí)施例1的應(yīng)用I示意圖；
[0020]圖4是圖1中的實(shí)施例1的應(yīng)用2示意圖；
[0021]圖5是圖1中的實(shí)施例1的應(yīng)用3示意圖；
[0022]圖6是本實(shí)用新型的實(shí)施例2在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7是圖6中的實(shí)施例2在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0025]實(shí)施例1
[0026]請(qǐng)參閱圖1、圖2所示的一種質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的調(diào)壓裝置，包括閥體1，閥體I的一端設(shè)有第一通道，另一端設(shè)有端蓋5 ;端蓋5內(nèi)設(shè)有第二通道，第一通道以的軸線以及第二通道的軸線重合，閥體5內(nèi)還設(shè)有閥芯3以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4，閥芯3的內(nèi)端從第一通道的內(nèi)端伸入第一通道內(nèi)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4的輸出端與閥芯3的外端相連，第一通道的內(nèi)端外還固設(shè)有用于密封第一通道的內(nèi)端以及閥芯的外端的密封墊2。
[0027]圖1、圖2中的閥芯采用圓柱形結(jié)構(gòu)，圓柱形閥芯的側(cè)面布置了方形的通氣孔；閥體I與閥芯3連接處增加密封墊2 ;閥芯3由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4驅(qū)動(dòng)在閥體I內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4和閥體I完成導(dǎo)向及限位；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4為連桿結(jié)構(gòu)，由電機(jī)減速器驅(qū)動(dòng)，電機(jī)可選步進(jìn)式電機(jī)或直流伺服電機(jī)。
[0028]這樣在如圖1所示的停機(jī)(關(guān)閉)工況時(shí)，本實(shí)用新型的調(diào)節(jié)裝置為鎖死狀態(tài)，閥體I與閥芯3之間的密封墊2保持一定的預(yù)緊力，依靠密封墊2密封整個(gè)空氣路。在如圖2所示的運(yùn)行工況時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4運(yùn)動(dòng)，牽引閥芯3水平移動(dòng)，整個(gè)空氣路的有效流通截面積隨著閥芯3的移動(dòng)而變化，從而滿足燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)不同運(yùn)行工況對(duì)操作壓力及流量要求。
[0029]需要說明的是，通氣孔的形狀除方形外，還可以為其他形狀如三角形、橢圓形等，只要通氣孔沿軸線方向的長(zhǎng)度與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的行程相匹配，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0030]本實(shí)用新型的調(diào)壓裝置采用不銹鋼或工程塑料。
[0031]圖3為將本實(shí)用新型的調(diào)壓裝置分別布置于質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的電堆模塊前、后的示意圖。
[0032]圖4為將本實(shí)用新型的調(diào)壓裝置分別布置于質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的空壓機(jī)前以及電堆模塊后的示意圖。
[0033]圖5為將本實(shí)用新型的調(diào)壓裝置僅布置于電堆模塊后的示意圖。
[0034]本實(shí)用新型的調(diào)壓裝置的流體方向?yàn)殡p向，安裝位置及角度也無(wú)任何限制。
[0035]實(shí)施例2
[0036]再請(qǐng)參見圖6、圖7所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處僅在于:閥芯為圓錐形結(jié)構(gòu)，圓錐形閥芯23的底面與閥芯的外端連接固定，而圓錐形閥芯的側(cè)面并不需要通氣孔。
[0037]其余內(nèi)容均與實(shí)施例1中所述相同。
[0038]本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本實(shí)用新型的目的，而并非用作對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的調(diào)壓裝置，其特征在于， 包括閥體，所述閥體的一端設(shè)有第一通道，另一端設(shè)有端蓋；端蓋內(nèi)設(shè)有第二通道，所述第一通道的軸線以及第二通道的軸線重合，閥體內(nèi)還設(shè)有閥芯以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述閥芯的內(nèi)端從第一通道的內(nèi)端伸入第一通道內(nèi)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端與所述閥芯的外端相連，所述第一通道的內(nèi)端外還固設(shè)有密封墊； 所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端與電機(jī)減速器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)壓裝置，其特征在于， 所述閥芯為圓柱形結(jié)構(gòu)，所述圓柱形閥芯的側(cè)面設(shè)有通氣孔，所述通氣孔沿軸線方向的長(zhǎng)度與所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的行程相匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)壓裝置，其特征在于， 所述通氣孔的形狀為方形、三角形或橢圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)壓裝置，其特征在于， 所述閥芯為圓錐形結(jié)構(gòu)，所述圓錐形閥芯的底面與所述閥芯的外端連接固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)壓裝置，其特征在于， 所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用連桿結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)壓裝置，其特征在于， 所述調(diào)節(jié)裝置采用不銹鋼或工程塑料。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的調(diào)壓裝置，包括閥體，所述閥體的一端設(shè)有第一通道，另一端設(shè)有端蓋；端蓋內(nèi)設(shè)有第二通道，所述第一通道的軸線以及第二通道的軸線重合，閥體內(nèi)還設(shè)有閥芯以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述閥芯的內(nèi)端從第一通道的內(nèi)端伸入第一通道內(nèi)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端與所述閥芯的外端相連，所述第一通道的內(nèi)端外還固設(shè)有密封墊；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端與電機(jī)減速器相連。本實(shí)用新型的調(diào)節(jié)裝置具有阻力小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、幾何尺寸小等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】H01M8-04
【公開號(hào)】CN204333124
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520007779
【發(fā)明人】林業(yè)發(fā), 胡軍, 吳炎花, 朱俏斌, 陳華
【申請(qǐng)人】上海新源動(dòng)力有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月6日